摘要：拉锥光纤在光学传感,尤其是压力传感器方面应用广泛,这是利用了光纤受到外力弯曲后的功率损失。采用有限元方法模拟了绝热直线型拉锥光纤各个位置,特别是锥形过渡区域的弯曲损耗。数值模拟结果表明,相较于其他区域,光纤的芯模截止区弯曲损耗更大,压力灵敏度更高,这是因为该位置的临界锥角取值最小,绝热条件在弯曲下更容易被破坏。该结果将为拉锥光纤传感器设计中传感点的选取提供有价值的参考。

摘要：本文设计了一种具有对称双环嵌套管结构的新型低损耗少模空芯负曲率光纤,该光纤支持LP_(01),LP_(11),LP_(21),LP_(02),LP_(31a),LP_(31b)共6种纤芯模式.所设计的光纤以SiO(_2)作为基底材料,采用特殊的对称双环嵌套结构将包层区域进行划分,能够有效地减小纤芯模式与包层模式的耦合.使用有限元法对该少模空芯负曲率光纤的结构参数进行优化,并分析了纤芯各个模式的限制损耗和弯曲损耗.仿真结果表明,所提出的少模空芯负曲率光纤能够同时支持弱耦合的6种纤芯模式独立传输(相邻模式间的有效折射率差均大于10~(–4),有效地避免了纤芯内模式间的耦合).在400 nm带宽(1.23—1.63μm,覆盖O,E,S,C,L波段)范围内,纤芯中的6个模式均保持低损耗稳定传输.各模式限制损耗在1.4μm处达到最低,其中基模LP_(01)模式的限制损耗最低,为4.3×10^(–7)d B/m.此外,当弯曲半径为7 cm时,各模式在一定工作波长范围内均保持低弯曲损耗传输.公差分析表明,当结构参数偏移±1%时,该少模空芯负曲率光纤仍然可以保持低损耗弱耦合的传输特性.

摘要：针对少模多芯光纤中存在的纤芯内模式间的耦合及芯间模式耦合等问题,提出一种阶跃型环形芯组成的7芯结构光纤,每个纤芯可支持5个模式.各纤芯具有一个中心低折射率区域和一个高折射率环,保证纤芯内模式间均具有较大的折射率差,从而减小模式间耦合问题.运用有限元法模拟分析了中心纤芯和外纤芯的弯曲损耗、模式间的串扰特性及纤芯参数对串扰性能的影响.数据模拟结果表明,当波长为1.55μm,这种多芯光纤在弯曲半径为50 mm时,弯曲损耗远低于光纤衰减损耗,且纤芯中5个模式的相邻纤芯之间串扰均小于-20 dB/100 km,因而这种多芯光纤在小弯曲半径下仍可实现纤芯间独立的长距离信息传输.

摘要：波导的传输损耗是评价集成光学平台性能的一个关键指标。常用的测量传输损耗的cut-back测试方法需引入弯曲波导测试结构。为了去除弯曲损耗的影响,通常会将弯曲半径设计的足够大,但这样会占用很多的版图面积。本文基于铌酸锂平台提出了一种可以同时测试波导传输损耗和弯曲损耗的方法。通过仿真发现波导弯曲损耗与弯曲半径成指数关系,对弯曲损耗取对数值后,与弯曲半径成线性关系。利用遗传算法拟合cut-back结构的插入损耗曲线,并计算得到波导的传输损耗和弯曲损耗。用该方法测量铌酸锂波导,在1550 nm波长下得到0.558 dB/cm的传输损耗和100μm弯曲半径下0.698 dB/90°的弯曲损耗。利用这种方法可以同时测试波导的传输损耗和弯曲损耗,还可以大大节省占地面积。

摘要：设计了一种七芯低串扰近零超平坦色散液体填充光子晶体光纤,利用有限元法模拟计算了色散、芯间串扰和弯曲损耗等性能.数值模拟结果表明,该多芯光纤在实现近零宽带超平坦色散的同时,显著抑制了芯间串扰和弯曲损耗.在波长为1.38~1.74μm时,色散值介于0±0.5 ps/(km·nm)之间,且色散斜率介于0±0.02 ps/(km·nm^(2))之间.芯间串扰在C+L波段的最大值低于-84.09 dB/100 km,并且弯曲损耗值满足ITU-T建议的G.654光纤在125μm包层直径中对七芯光子晶体光纤的要求.

摘要：随着光纤通信容量的不断增加,基于少模光纤的模分复用技术由于其多信道复用、高频谱效率及低非线性效应成为目前提高光纤通信容量的研究热点.本文推导得到了适用于少模光纤中高阶模式弯曲损耗的计算公式,系统研究了下陷层辅助弯曲不敏感抛物线型少模光纤的主要参数(包括芯层半径、芯层到下陷层距离、下陷层宽度及下陷层折射率差)对其弯曲损耗特性的影响.研究表明:对于少模光纤,模式阶数越高,光纤的弯曲敏感性越高;随纤芯与下陷层间距离的变化,光纤各阶模式的弯曲损耗均存在一个最小值.本文结论对弯曲不敏感少模光纤的设计、制造及少模光纤弯曲性能优化具有指导意义.

摘要：针对传统光纤弯曲损耗位移传感器中位移与弯曲损耗的非线性关系,且高灵敏度和大量程不能兼得的问题,设计了一种U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器,结构包括U型回绕和螺旋绕轴,两者合称为U型缠绕。理论证明被测位移量与光纤弯曲损耗之间的线性关系,推导出表达式,讨论了螺旋绕轴方式对光纤弯曲半径的影响和U型回绕方式对传感器精度的影响,并进行了一系列实验研究和性能测试。结果表明:传感器的测量范围为0~120mm,灵敏度为0.14dB/mm,线性相关系数大于0.99,光纤在U型缠绕中无应力松弛的现象,建议U型回绕光纤曲率半径大于6mm。U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器具有良好的测量精度和较大量程,能够实现传感器对混凝土结构的裂缝监测和大型结构位移的连续监测。

摘要：针对很多大型工程结构存在大变形但仍可以发挥功能性作用的特点,基于光纤弯曲损耗传感原理,设计了一种可用于位移测量的大量程、结构简单的线性传感器。从理论上证明了测量位移与光纤弯曲损耗之间的线性关系,并推导出表达式,开展了一系列标定试验和性能试验。试验结果表明,该传感器的测量范围为0~200 mm,灵敏度为0.1668 dB·mm^-1,最小分辨位移为0.06 mm,重复性误差为0.26%,迟滞性误差为2.22%。所设计的传感器可用于结构的开裂测量和大型工程的连续监测,具有良好的应用前景。

摘要：为了同时兼顾狭小空间下的光纤数据通信与环境感知,设计并制备了一种面向通感一体系统的耐弯三芯光纤。该光纤采用三角形纤芯排布和深掺氟折射率沟道结构,标准外径为125μm,优化了O波段(1260~1360 nm)的传输特性,具有与G.657.A1光纤相似的布里渊增益谱(BGS)分布。测试结果表明:在1310 nm波长处,芯层的平均损耗为0.58 dB/km,平均芯间串扰低于-50 dB/km;当最小弯曲半径R=10 mm且缠绕50圈时,光纤的弯曲损耗低于0.1 dB。

摘要：设计了一种适用于极寒温度(-70℃)条件的耐低温的特种光纤,其结构包括纤芯层、内包层、凹陷包层和外包层.研究了光纤芯层/内包层的相对折射率差与弯曲损耗之间的关系,对比了不同涂覆层模量厚度和对光纤微弯损耗的影响.优化光纤拉丝工艺,获得了一种可长期应用于-70℃极寒温度下,在1550 nm、1625 nm波段处附加损耗低于0.01 dB/km的石英光纤.本文研究工作为耐极寒光纤、光纤复合架空地线的制备及产业化提供了可靠的理论与实验依据.